Wpływ elektrokinetyki na grunty wrażliwe
Na całym świecie luźne grunty powodują zagrożenie osiadaniem budynków i konstrukcji oraz występowaniem osuwisk. Unijni badacze zdecydowali się rozwiązać ten problem, opracowując innowacyjne techniki pobierania próbek, charakteryzowania i modyfikacji wrażliwych iłów naturalnych. W ramach projektu EMPIRIC zbadano wpływ elektrokinetyki na właściwości hydromechaniczne iłów morskich przy użyciu połączonych metod stosowanych w materiałoznawstwie, geotechnice i elektrotechnice. Naukowcy rozpoczęli prace od przeprowadzenia serii testów hydromechanicznych wysokiej jakości próbek blokowych w skali od nanometrycznej do centymetrowej. Uzyskane wyniki posłużyły jako podstawa dla badania systematycznego jakości próbek szwedzkich gruntów. Zespół zmodyfikował istniejące urządzenia do badań trójosiowych tak, aby umożliwić testowanie próbek różnych rozmiarów z zastosowaniem prądu elektrycznego. W efekcie na bazie komory przeznaczonej pierwotnie do badań mikroprzepływowych powstała nowa komora trójosiowa sterowana przez pompy strzykawkowe niepowodujące tętnień. Komora ta pozwala badać zarówno miniaturowe (o średnicy 2 mm i wysokości 10 mm), jak i duże próbki (o średnicy 50 mm i wysokości 100 mm), z dokładnością regulacji porównywalną z dokładnością urządzeń komercyjnych. Ponadto wykorzystanie innowacyjnych pomp strzykawkowych otwarło wiele nowych możliwości w zakresie zastosowań dla MŚP, które opracowało te pompy. Do śledzenia zmian w materiale ilastym w małej skali wykorzystano dwie nowe techniki – cyfrowej korelacji obrazu 2D i korelacji objętości 3D – które pozwoliły określić pole naprężeń miniaturowych próbek w płaskim (1D) stanie odkształcenia podczas próby ściskania. Dodatkowo, w celu poprawienia niskiej rozdzielczości czasowej, przeprowadzono tomografię 3D z użyciem synchrotronowego źródła promieniowania rentgenowskiego. Wyniki uzyskane podczas projektu EMPIRIC stanowią podstawę do dalszych badań i opracowania nowych modeli kontynualnych opisujących wpływ elektrokinetyki na proces powstawania iłów, a także do sprawdzenia poprawności tych modeli dla badanych iłów morskich.
Słowa kluczowe
Elektrokinetyka, iły morskie, hydromechaniczny, EMPIRIC, komora trójosiowa
